[发明专利]一种纤维增强的有机硅气凝胶隔热复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维增强的有机硅气凝胶隔热复合材料，其特征在于，该复合材料以具有多孔结构的硅氧烷聚合物为基体，以柔性纤维毡为增强体；该复合材料的原材料包括二功能基硅烷和三功能基硅烷；所述二功能基硅烷包括二甲基二甲氧基硅烷或苯基甲基二甲氧基硅烷。

2.根据权利要求1所述的一种纤维增强的有机硅气凝胶隔热复合材料，其特征在于，所述硅氧烷聚合物的质量分数为20-80％，所述柔性纤维毡的质量分数为80-20％。

3.根据权利要求1所述的一种纤维增强的有机硅气凝胶隔热复合材料，其特征在于，具有多孔结构的硅氧烷聚合物的比表面积58.98-521.3m²/g，孔容0.141-0.656cm³/g。

4.根据权利要求1所述的一种纤维增强的有机硅气凝胶隔热复合材料，其特征在于，所述柔性纤维毡的厚度为3-40mm，密度为120-500kg/m³，纤维毡的结构形式包括针刺网胎、穿刺网胎、多层缝合和编织结构。

5.如权利要求1所述的一种纤维增强的有机硅气凝胶隔热复合材料的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤；

(1)配制有机硅溶液：将硅烷偶联剂、尿素、表面活性剂溶解于酸性水溶液中，控制硅烷偶联剂、水、酸、尿素、表面活性剂的摩尔比为1：24：[(0.42-4.2)×10^-3]：(0.48-2.4)：[(3.55-35.5)×10^-2]，完全溶解后剧烈搅拌0.5-1h后得到有机硅溶液；

(2)柔性纤维毡的热处理：将柔性纤维毡放置在80-120℃的环境下进行热处理；

(3)有机硅溶液浸渍柔性纤维毡：采用常压浸渍法、低压灌注法或真空浸渍法，将有机硅溶液充分浸渍柔性纤维毡；

(4)溶胶-凝胶反应：将浸渍有机硅溶液的柔性纤维毡置于密封的模具中，然后在60～80℃的条件下进行溶胶-凝胶反应，并在该反应温度下老化1-24h；

(5)复合材料的洗涤和干燥：产品在常温常压下用甲醇洗涤3次，然后置于50℃的烘箱中12h，再置于80℃烘箱中2h，得到纤维增强的有机硅气凝胶隔热复合材料。

6.根据权利要求5所述的一种纤维增强的有机硅气凝胶隔热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中

所述硅烷偶联剂包括二功能基硅烷和三功能基硅烷；

所述表面活性剂为聚氧丙烯和聚氧乙烯的嵌段共聚物、十六烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵中的一种；

所述的酸为甲酸、乙酸或草酸中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种纤维增强的有机硅气凝胶隔热复合材料的制备方法，其特征在于，所述二功能基硅烷包括二甲基二甲氧基硅烷或苯基甲基二甲氧基硅烷，所述三功能基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。

8.根据权利要求5所述的一种纤维增强的有机硅气凝胶隔热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述柔性纤维毡采用陶瓷基纤维。

9.根据权利要求8所述的一种纤维增强的有机硅气凝胶隔热复合材料的制备方法，其特征在于，所述陶瓷基纤维为玻璃纤维、石英纤维、莫来石纤维或氧化铝纤维，或者由以上两种或几种纤维混编而成。

10.根据权利要求5所述的一种纤维增强的有机硅气凝胶隔热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，

所述的常压浸渍法是将柔性纤维毡密封后置于模具中，模具中的压力为1bar，利用有机硅溶液浸渍柔性纤维毡，

所述的低压灌注法是将柔性纤维毡置于未抽真空的模具中，密封后，通过低压将有机硅溶液灌注到模具中，

所述的真空浸渍法是将柔性纤维毡置于抽真空的模具中，密封后，模具中的压力为0bar，利用有机硅溶液浸渍柔性纤维毡。